Использование полимерных отходов в сельском хозяйстве
Дипломная работа - Сельское хозяйство
Другие дипломы по предмету Сельское хозяйство
?аботки измельченного мусора. Механическая переработка смешанных пластиков, позволяющая дать замену цементу и дереву, сама по себе не может решить серьезную проблему бытовых отходов (БО).
Рабочая встреча IUРАС разработала рекомендации, согласно которым смешанные и загрязненные отходы должны перерабатываться не механически, а методами переработки сырьевых потоков или рекуперацией энергии, как это показано в табл. 11.1. Здесь смешанные пластмассы - это типичные отработанные материалы, то есть собранные и выделенные из бытовых отходов, перемешанные и грязные полимерные изделия; в основном - это использованная упаковка.
На рабочей встрече подчеркивалось, что пластмассы и резины имеют энергетическое содержание, фактически равное таковому сырой нефти, из которой они сделаны. Поэтому цикл утилизации будет замкнут тогда, когда эта энергия будет извлечена с помощью технологий рекуперации энергии.
Около 86% ископаемого топлива сжигается для получения тепла (35% идет на обогрев), электроэнергии (22% потребляют электростанции) и для работы транспорта (29% перевозок), тогда как нефтехимические приложения потребляют 10%, включая 6%, приходящиеся на производство пластмасс (рис. 11.3). Вторичную переработку можно рассматривать с двух точек зрения - экономической или экологической [9]. Переработка с точки зрения экономической деятельности представляет собой восстановление ценности, присутствующей в продукте, который уже выполнил свое назначение.
В зависимости от величины восстанавливаемой фракции, повторная переработка пластмасс делится на четыре категории. На рис. 11.3 показана дифференциация четырех циклов согласно Микаэли и Брейеру. В первичном цикле отходы производственного процесса превращаются непосредственно в повторно используемый материал. Обычно это называется заводской переработкой; в ней восстанавливается большая часть ценного содержания. Типичный пример - переработка литников после литья под давлением. Они часто вновь измельчаются и снова вводятся в процесс переработки вместе с исходным полимером. Хотя некоторая деградация материала имеет место, полимер используется для замещения оригинального материала в том же самом приложении [13]. Во вторичном цикле потенциал отходов используется в новом или ином продукте или его части, то есть повторно переработанный материал задействован в менее требовательных приложениях, чем при использовании оригинального продукта. Примером могут служить автомобильные шины, которые сейчас используют в качестве ограждений; смешанный или загрязненный материал, применяемый для изготовления шпал; многократно перерабатываемые молочные бутылки. Восстановленные пластики часто конкурируют с другими материалами, такими как бетон и дерево [13]. Третичный цикл или материальная (механическая) переработка включает производство и использование продукции, а также подготовку (переработку) отходов для их использования в качестве вторичного материала. Оригинальное ценное содержание, добавленное в сырье, чтобы сделать из него полимер, утрачивается. Характерным примером является восстановление метилметакрилата термолизом полиметилметакрилата (ПММА). Химическая переработка сырьевых отходов и их использование как первичного (в случае химической переработки продукции из полиэтилентерефталата (ПЭТ)) или вторичного сырьевого материала составляют четвертичный цикл переработки или химический цикл. Восстанавливается только энергия (при сжигании пластмассовых отходов) [14]. Вейганд [11], исходя из результатов своего исследования свойств и областей применения повторно переработанных полиуретанов (ПУ), пришел к заключению, что ПУ допускает вторичную переработку и она успешно производится. Эту посылку можно распространить на многие существующие полимерные материалы.
Имеется ряд технологий, применимых к переработке ПУ различных типов, которые постоянно улучшаются и быстро внедряются в рынок. Идет поиск новых, будущих путей повторной переработки. Предстоит создать рыночную заинтересованность во вторичном ПУ, и для этого есть хорошие шансы. Производители сырья для получения ПУ, изделий из него и потребители вместе работают над этой проблемой.
Однако повторная переработка не должна замыкаться сама на себя [15, 16]. Она должна не только минимизировать отходы, но способствовать сохранению ресурсов и уменьшать загрязнение окружающей среды. В этих условиях объем повторной переработки не может увеличиваться до бесконечности; экологически существенный объем должен быть различным для различных приложений. Его величина, например, зависит от затрат энергии (и выброса загрязнений в среду), требуемых для осуществления всех шагов переработки, и особенно сбора и транспортировки [15]. Именно на сбор и транспортировку затрачивается огромное количество энергии, когда сбор приходится распространять на малонаселенные регионы, поскольку в больших городах отходов становится недостаточно. Разумеется, есть также экономические ограничения: никакая рыночная экономика не может позволить себе неразумные затраты на сбор, разделение и обработку вторичных материалов. Пределы разумного или неразумного - это вопрос социальной политики, на которую накладывает отпечаток также международная конкуренция.
Повторная переработка ПУ, в частности, и отходов вообще требует сбалансированного подхода, который включал бы в себя все возможности рекуперации и переработки. Сделаны некоторые интересные выводы, которые